EP1024629A1 - System for scheduling competing digital emissions by circular inquiry - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a management system for several concurrent processes by the method of scrutiny cyclic, also called "round-robin" method.
- the current invention more specifically relates to such a management system applied to multiple concurrent data shows on a single communication channel.
- Figure 1 shows schematically such a system data transmission management.
- Multiple data sources 10 are connected to a cyclic scanning circuit 12 which is intended to transmit data provided by sources 10 on a single OUT channel.
- the system in Figure 1 is used, for example, in a multiprotocol switch intended to connect networks Ethernet to an ATM network.
- the data sources 10 are flow shaping circuits or "shapers", of which each is intended to regulate the transmission rate on the network ATM based on a previously negotiated debit profile.
- the cyclic scanning circuit 12 is intended for treat each of the 10 sources with the same priority and the as equitably as possible, taking into account that these sources ask to send asynchronously. For it, the system generally works as follows:
- a source 10 Whenever a source 10 is ready to emit a data packet on the output channel OUT, it transmits a request RQ1 to the cyclic polling circuit 12.
- the circuit 12 examines, at a given moment, the motions presented by the sources 10 and elects the corresponding sources to issue their packets consecutively on the OUT channel. Any request arising after the analysis time is ignored until the analysis time next which occurs at the end of the transmission of the last packet.
- time between two moments of analysis is equal to the duration of transmission of packets by sources which have were elected to broadcast.
- the maximum time interval between two analysis times is equal to the transmission time of N packets (N being the number of sources 10).
- the system can guarantee, for each source 10, a maximum flow one packet per maximum scan interval.
- the sources 10 generally respect this flow in an average manner. he as a result a source may have to send two separate packets an interval less than the maximum analysis interval. This is not a problem if a small number of sources 10 ask to broadcast. Indeed, the interval separating two moments of analysis is smaller than the maximum interval and probably less than the time between the two requests from the same source.
- Another solution to avoid packet loss could be to store in a buffer the requests that cannot be processed in a current scan interval.
- this solution only delays the need to stop a source without really removing the problem, except when use unreasonably large buffers.
- An object of the present invention is to provide a management system for several concurrent data transmissions which avoids the above problems.
- the present invention provides a single channel data transmission management system from multiple sources, a normal priority request being presented when a source is ready to send a packet data, including a cyclic polling circuit which examines the requests at successive analysis instants and causes a packet to be sent by the sources for which a request was presented before the current analysis time.
- the system includes, for each source, a queue at two locations in which the source writes a package as soon as it is ready, a normal priority request being made when the file contains a single packet and a high priority request being presented when the queue contains two packets, the circuit being planned to cause the transmission of a packet of each queue associated with a high priority request and does not cause the transmission of packets of queues associated with requests of normal priority only if no request of high priority has was presented before a moment of analysis.
- the scanning circuit is designed to modify randomly at each instant of analysis the order in which are issued source packages associated with queries.
- FIG. 2 several data sources 10 are linked to a cyclic polling circuit 12 via respective rows 14 at two locations.
- a queue 14 If a queue 14 contains a single datum, it transmits to the cyclic polling circuit 12 a normal request RQ1 which is treated in a conventional manner, as described in relationship to Figure 1.
- the first location used of a file 14 corresponds to a register of the conventional system, used to keep a package pending authorization send polling circuit 12.
- the scanning circuit 12 notes the requests presented by queues 14. If all requests are of normal priority, these requests are processed classic way as mentioned above. Through however, if there are high priority requests, only those 10 sources corresponding to high priority queries are elected to issue their packets consecutively, these packets being of course taken in the associated queues 14. Once these packets sent, the corresponding queues, containing only one packet, resubmit a normal priority request.
- Normal requests that have not been processed are taken into account at the next analysis time, among possible new requests and requests returned to normal. Of course, some of these requests may have been transformed in the meantime in high priority requests and will therefore be processed in priority over normal requests.
- the effectiveness of the system is based on the fact that the sources emitting at high speed are few and emit a short time at high speed. This is the most current, which can be treated without having to stop the sources that are transmitting at high speed.
- Queue 14 performs this function by sending an STP stop signal to the source when it contains two packages.
- Connection unavailability may occur during an analysis interval just after the issuance of a first packet on this connection, and the connection may become available again before the end of the current scan interval. AT the next scan interval, the connection can again become unavailable after the first packet has been sent, and and so on for several consecutive analysis intervals.
- the scanning circuit cyclic 12 conventionally treats sources 10 consecutively, that is to say in order of increasing ranks. Yes we proceed in this way, the last source or sources associated with a connection which becomes unavailable, in the case mentioned above, will only be processed when the connection becomes new available continuously.
- the cyclic polling circuit 12 is modified so that the order of treatment of elected sources to send either random.
Abstract
Description
La présente invention concerne un système de gestion de plusieurs processus concourants par la méthode de la scrutation cyclique, également appelée méthode "round-robin". La présente invention concerne plus spécifiquement un tel système de gestion appliqué à plusieurs émissions concourantes de données sur un canal de communication unique.The present invention relates to a management system for several concurrent processes by the method of scrutiny cyclic, also called "round-robin" method. The current invention more specifically relates to such a management system applied to multiple concurrent data shows on a single communication channel.
La figure 1 représente schématiquement un tel système
de gestion d'émissions de données. Plusieurs sources de données
10 sont reliées à un circuit de scrutation cyclique 12 qui est
destiné à transmettre les données fournies par les sources 10 sur
un canal unique OUT.Figure 1 shows schematically such a system
data transmission management.
Le système de la figure 1 est utilisé, par exemple,
dans un commutateur multiprotocole destiné à connecter des réseaux
Ethernet à un réseau ATM. Dans ce cas, les sources de données 10
sont des circuits de mise en forme de flux ou "shapers", dont
chacun est destiné à réguler le débit en émission sur le réseau
ATM en fonction d'un profil de débit préalablement négocié.The system in Figure 1 is used, for example,
in a multiprotocol switch intended to connect networks
Ethernet to an ATM network. In this case, the
Le circuit de scrutation cyclique 12 est destiné à
traiter chacune des sources 10 avec la même priorité et de la
manière la plus équitable possible, en tenant compte du fait que
ces sources demandent à émettre de manière asynchrone. Pour cela,
le système fonctionne généralement de la manière suivante :The
Chaque fois qu'une source 10 est prête à émettre un
paquet de données sur le canal de sortie OUT, elle émet une
requête RQ1 vers le circuit de scrutation cyclique 12. Le circuit
12 examine, à un instant donné, les requêtes présentées par les
sources 10 et élit les sources correspondantes pour émettre leurs
paquets consécutivement sur le canal OUT. Toute requête survenant
après l'instant d'analyse est ignorée jusqu'à l'instant d'analyse
suivant qui survient à la fin de l'émission du dernier paquet.Whenever a
Ainsi, le temps qui sépare deux instants d'analyse est égal à la durée d'émission des paquets par les sources qui ont été élues pour émettre. L'intervalle de temps maximal séparant deux instants d'analyse est égal à la durée de transmission de N paquets (N étant le nombre de sources 10).So the time between two moments of analysis is equal to the duration of transmission of packets by sources which have were elected to broadcast. The maximum time interval between two analysis times is equal to the transmission time of N packets (N being the number of sources 10).
Avec la configuration qui vient d'être décrite, le système
peut garantir, pour chacune des sources 10, un débit maximal
d'un paquet par intervalle d'analyse maximal. Toutefois les
sources 10 respectent en général ce débit de manière moyenne. Il
en résulte qu'une source peut avoir à émettre deux paquets séparés
d'un intervalle inférieur à l'intervalle d'analyse maximal.
Ceci ne pose aucun problème si un faible nombre de sources 10
demandent à émettre. En effet, l'intervalle séparant alors deux
instants d'analyse est plus petit que l'intervalle maximal et
probablement inférieur à la durée séparant les deux requêtes
d'émission de la même source.With the configuration which has just been described, the system
can guarantee, for each
Par contre, lorsqu'un grand nombre de sources demandent à émettre, les deux requêtes d'émission consécutives d'une même source peuvent se produire à l'intérieur d'un même intervalle d'analyse, d'où il résulte qu'un seul des deux paquets correspondants peut être émis et que l'autre est perdu. Pour éviter la perte de paquets, il est classique d'arrêter chaque source après qu'elle a émis une requête, l'arrêt étant levé dès que le paquet correspondant a été émis. However, when a large number of sources ask to be sent, the two consecutive transmission requests of the same source can occur within the same interval analysis, which results in only one of the two packages correspondents can be issued and the other is lost. For avoid packet loss, it is conventional to stop each source after she issued a motion, the judgment being lifted as soon as that the corresponding packet has been issued.
Une autre solution pour éviter la perte de paquets pourrait être de stocker dans une mémoire tampon les requêtes qui ne peuvent être traitées dans un intervalle d'analyse courant. Toutefois, cette solution ne fait que retarder la nécessité d'arrêter une source sans vraiment supprimer le problème, sauf à utiliser des mémoires tampon de taille déraisonnable.Another solution to avoid packet loss could be to store in a buffer the requests that cannot be processed in a current scan interval. However, this solution only delays the need to stop a source without really removing the problem, except when use unreasonably large buffers.
Dans le cas où les sources 10 sont des circuits de mise
en forme de flux, il est désavantageux de devoir les arrêter, car
cela perturbe leur fonction de régulation de flux.In the case where the
Un objet de la présente invention est de prévoir un système de gestion de plusieurs émissions de données concourantes qui évite les problèmes susmentionnés.An object of the present invention is to provide a management system for several concurrent data transmissions which avoids the above problems.
Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un système de gestion d'émissions de données sur un canal unique à partir de plusieurs sources, une requête de priorité normale étant présentée lorsqu'une source est prête à émettre un paquet de données, comprenant un circuit de scrutation cyclique qui examine les requêtes à des instants d'analyse successifs et provoque l'émission d'un paquet par les sources pour lesquelles une requête a été présentée avant l'instant d'analyse courant. Le système comprend, pour chaque source, une file à deux emplacements dans laquelle la source écrit un paquet aussitôt qu'il est prêt, une requête de priorité normale étant présentée lorsque la file contient un seul paquet et une requête de priorité élevée étant présentée lorsque la file contient deux paquets, le circuit de scrutation étant prévu pour provoquer l'émission d'un paquet de chaque file associée à une requête de priorité élevée et ne provoquer l'émission des paquets de files associées à des requêtes de priorité normale que si aucune requête de priorité élevée n'a été présentée avant un instant d'analyse.To achieve this object, the present invention provides a single channel data transmission management system from multiple sources, a normal priority request being presented when a source is ready to send a packet data, including a cyclic polling circuit which examines the requests at successive analysis instants and causes a packet to be sent by the sources for which a request was presented before the current analysis time. The system includes, for each source, a queue at two locations in which the source writes a package as soon as it is ready, a normal priority request being made when the file contains a single packet and a high priority request being presented when the queue contains two packets, the circuit being planned to cause the transmission of a packet of each queue associated with a high priority request and does not cause the transmission of packets of queues associated with requests of normal priority only if no request of high priority has was presented before a moment of analysis.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de scrutation est prévu pour modifier de manière aléatoire à chaque instant d'analyse l'ordre dans lequel sont émis les paquets des sources associées aux requêtes. According to an embodiment of the present invention, the scanning circuit is designed to modify randomly at each instant of analysis the order in which are issued source packages associated with queries.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que
d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans
la description suivante de modes de réalisation particuliers
faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes
parmi lesquelles :
A la figure 2, plusieurs sources de données 10 sont reliées
à un circuit de scrutation cyclique 12 par l'intermédiaire de
files respectives 14 à deux emplacements.In FIG. 2,
Lorsqu'une source 10 est prête à émettre un paquet de données,
ce paquet est immédiatement écrit dans la file correspondante 14.When a
Si une file 14 contient une seule donnée, elle émet
vers le circuit de scrutation cyclique 12 une requête normale RQ1
qui est traitée de manière classique, comme cela a été décrit en
relation avec la figure 1. En fait, le premier emplacement utilisé
d'une file 14 correspond à un registre du système classique,
utilisé pour conserver un paquet en attente de l'autorisation
d'émettre du circuit de scrutation 12.If a
Lorsque la source est prête à émettre un deuxième
paquet alors que le premier paquet inscrit dans la file 14 n'a
pas encore été émis, ce deuxième paquet est écrit dans l'emplacement
restant de la file 14. La file émet alors vers le circuit 12
une requête de priorité élevée RQ2.When the source is ready to send a second
packet when the first packet entered in
A chaque instant d'analyse, le circuit de scrutation 12
relève les requêtes présentées par les files 14. Si toutes les
requêtes sont de priorité normale, ces requêtes sont traitées de
manière classique comme cela a été mentionné ci-dessus. Par
contre, s'il y a des requêtes de priorité élevée, seules les
sources 10 correspondant aux requêtes de priorité élevée sont
élues pour émettre leurs paquets consécutivement, ces paquets
étant bien entendu pris dans les files 14 associées. Une fois ces
paquets émis, les files correspondantes, ne contenant plus qu'un
paquet, présentent de nouveau une requête de priorité normale.At each instant of analysis, the
Les requêtes normales qui n'ont pas été traitées sont prises en compte à l'instant d'analyse suivant, parmi d'éventuelles nouvelles requêtes et les requêtes redevenues normales. Bien entendu, certaines de ces requêtes pourront entre temps avoir été transformées en requêtes de priorité élevée et seront donc traitées en priorité par rapport aux requêtes normales.Normal requests that have not been processed are taken into account at the next analysis time, among possible new requests and requests returned to normal. Of course, some of these requests may have been transformed in the meantime in high priority requests and will therefore be processed in priority over normal requests.
L'efficacité du système est basé sur le fait que les sources émettant à débit élevé sont peu nombreuses et émettent peu longtemps à débit élevé. Ceci constitue la situation la plus courante, qui peut être traitée sans devoir arrêter les sources qui émettent à débit élevé.The effectiveness of the system is based on the fact that the sources emitting at high speed are few and emit a short time at high speed. This is the most current, which can be treated without having to stop the sources that are transmitting at high speed.
Bien entendu, dans un cas exceptionnel où un grand
nombre de sources émettent à débit élevé, il est possible que le
nombre de requêtes de priorité élevée soit momentanément si élevé
que certaines sources présentent un nouveau paquet de données
avant même qu'un emplacement pour recevoir ce nouveau paquet ait
été libéré dans la file correspondante 14. Dans ce cas, la source
doit être arrêtée. La file 14 réalise cette fonction par l'émission
d'un signal d'arrêt STP vers la source lorsqu'elle contient
deux paquets.Of course, in an exceptional case where a large
number of sources are emitting at high speed, it is possible that the
number of high priority requests is momentarily so high
that some sources present a new data packet
even before a location to receive this new package has
was released to the
Dans le cas où le système est utilisé dans un commutateur
multiprotocole, il est possible que plusieurs sources 10,
qui sont alors des circuits de mise en forme de flux, soient
associées à une même connexion physique en émission. Une telle
connexion physique peut avoir des moments d'indisponibilité et
nécessiter l'arrêt des sources 10 correspondantes. Une indisponibilité
d'une connexion est indiquée au circuit de scrutation 12
qui est prévu pour ne pas traiter les sources associés à la
connexion indisponible, même si elles présentent une requête de
priorité élevée par l'intermédiaire de leurs files 14. Il en
résulte l'arrêt des sources si leurs files 14 sont pleines. In case the system is used in a switch
multiprotocol, it is possible that
Une indisponibilité de connexion peut survenir pendant un intervalle d'analyse juste après l'émission d'un premier paquet sur cette connexion, et la connexion peut redevenir disponible avant la fin de l'intervalle d'analyse courant. A l'intervalle d'analyse suivant, la connexion peut de nouveau devenir indisponible après l'émission d'un premier paquet, et ainsi de suite pendant plusieurs intervalles d'analyse consécutifs.Connection unavailability may occur during an analysis interval just after the issuance of a first packet on this connection, and the connection may become available again before the end of the current scan interval. AT the next scan interval, the connection can again become unavailable after the first packet has been sent, and and so on for several consecutive analysis intervals.
Comme on l'a précédemment indiqué, le circuit de scrutation
cyclique 12 traite classiquement les sources 10
consécutivement, c'est-à-dire par ordre de rangs croissants. Si
on procède ainsi, la ou les dernières sources associées à une
connexion qui devient indisponible, dans le cas évoqué ci-dessus,
ne seront traitées que lorsque la connexion devient de nouveau
disponible de manière continue.As previously indicated, the scanning circuit
cyclic 12 conventionally treats
Pour éviter cette iniquité de traitement, selon un mode
de réalisation de l'invention, le circuit de scrutation cyclique
12 est modifié pour que l'ordre de traitement des sources élues
pour émettre soit aléatoire.To avoid this inequity of treatment, according to a mode
embodiment of the invention, the
De nombreuses variantes et modification de la présente
invention apparaítront à l'homme du métier. Par exemple, bien que
l'on ait décrit des files 14 à deux emplacements de deux niveaux
de priorité, on peut prévoir des files à plus de deux emplacements
de niveaux de priorité respectifs croissants.Many variations and modification of this
invention will appear to those skilled in the art. For example, although
we have described
Claims (2)
caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque source, une file à deux emplacements (14) dans laquelle la source écrit un paquet aussitôt qu'il est prêt, une requête de priorité normale étant présentée lorsque la file contient un seul paquet et une requête de priorité élevée étant présentée lorsque la file contient deux paquets, le circuit de scrutation étant prévu pour provoquer l'émission d'un paquet de chaque file associée à une requête de priorité élevée et ne provoquer l'émission des paquets de files associées à des requêtes de priorité normale que si aucune requête de priorité élevée n'a été présentée avant un instant d'analyse.Management system for transmitting data on a single channel (OUT) from several sources (10), a normal priority request being presented when a source is ready to transmit a data packet, comprising a cyclic polling circuit (12) which examines the requests at successive analysis instants and causes the transmission of a packet by the sources for which a request was presented before the current analysis instant,
characterized in that it comprises, for each source, a queue at two locations (14) in which the source writes a packet as soon as it is ready, a normal priority request being presented when the queue contains a single packet and a high priority request being presented when the queue contains two packets, the polling circuit being provided to cause the transmission of a packet of each queue associated with a high priority request and not to cause the transmission of the packets of queues associated with normal priority requests only if no high priority request has been presented before an analysis instant.
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